Neutralisationsreaktionen
Neutralisationsreaktionen
Am ersten Praktikumstag untersuchen wir die Löslichkeit von Salzen. Salze sind Neutralisationsprodukte von Säuren mit Laugen (auch Basen genannt).
Salzbildung am Beispiel Neutralisation von Natronlauge mit Salzsäure
NaOH + HCl --------------> NaCl + H2O
Häufig hat man es bei Salzen mit der Verbindung von Metallkationen mit Nichtmetallanionen zu tun. Die Bindung hat immer den Charakter einer Ionenbindung. Das ist immer dann der Fall, wenn unser Kation auf der linken Seite des Periodensystems steht und unser Anion auf der rechten Seite, also z.B. bei Elementen der ersten und zweiten Hauptgruppe (für die Kationen) und Elemente der siebten Hauptgruppe (Halogene, auch Salzbildner genannt). Wenn wir Bindungen zweier gleicher Elemente (z.B. elementarer Wasserstoff H2, oder Chlorgas Cl2) haben, handelt es sich um eine Atombindung. Auch bei Elementen in der Mitte des Periodensystems, die in benachbarten Gruppen stehen, überwiegt die Atombindung.
Bei einer Ionenbindung ist ein Element der Elektronendonator (stellt Elektronen bereit und bekommt dadurch Edelgaskonfiguration in der Elektronenhülle), das andere der Elektronenakzeptor (nimmt Elektronen auf um Edelgaskonfiguration zu bekommen). Unsere Ionen tragen durch die Verschiebung der Elektronen eine Ladung.
Bei der Atombindung teilen sich die Elemente ein, oder mehrere gemeinsame Elektronenpaare. Am Beispiel H2, dass wir auch H-H (der Bindestrich steht für das bindende Elektronenpaar) schreiben können, erklärt sich der Vorteil dieser Bindung. Wenn wir das Elektronenpaar kurzzeitig dem linken Wasserstoff zuteilen erhält dieser die Elektronenkonfiguration von Helium, im nächsten Sekundenbruchteil können wir das Paar dem rechten Wasserstoff zuteilen und bekommen dort eine stabilere Konfiguration als an einem einzelnen Wasserstoffatom. Die Verbindung hat also durch das bindende Elektronenpaar eine stabilere Konfiguration angenommen.
Zurück zu den Neutralisationsreaktionen. Als Nebenprodukt einer Neutralisation erhalten wir Wassermoleküle. Sehen wir uns noch weitere Beispiele an.
2 KOH + H2SO4 -----------> K2SO4 + 2 H2O
Ca(OH)2 + 2 HNO3 ------------> Ca(NO3)2 + 2 H2O
Es liegen reine Ionenbindungen vor, die Ladungen der Kationen und Anionen gleichen sich gegeneinander aus, so dass die Moleküle nach aussen ungeladen erscheinen. Unsere Reaktionsgleichungen müssen auf qualitativer und quantitativer Basis ausgeglichen werden, es müssen also alle Stoffe der linken Seite der Reaktionsgleichung auch auf der rechten Seite und auf beiden Seiten in der gleichen Anzahl vorliegen.
Häufig hat man es bei Salzen mit der Verbindung von Metallkationen mit Nichtmetallanionen zu tun. Die Bindung hat immer den Charakter einer Ionenbindung. Das ist immer dann der Fall, wenn unser Kation auf der linken Seite des Periodensystems steht und unser Anion auf der rechten Seite, also z.B. bei Elementen der ersten und zweiten Hauptgruppe (für die Kationen) und Elemente der siebten Hauptgruppe (Halogene, auch Salzbildner genannt). Wenn wir Bindungen zweier gleicher Elemente (z.B. elementarer Wasserstoff H2, oder Chlorgas Cl2) haben, handelt es sich um eine Atombindung. Auch bei Elementen in der Mitte des Periodensystems, die in benachbarten Gruppen stehen, überwiegt die Atombindung.
Bei einer Ionenbindung ist ein Element der Elektronendonator (stellt Elektronen bereit und bekommt dadurch Edelgaskonfiguration in der Elektronenhülle), das andere der Elektronenakzeptor (nimmt Elektronen auf um Edelgaskonfiguration zu bekommen). Unsere Ionen tragen durch die Verschiebung der Elektronen eine Ladung.
Bei der Atombindung teilen sich die Elemente ein, oder mehrere gemeinsame Elektronenpaare. Am Beispiel H2, dass wir auch H-H (der Bindestrich steht für das bindende Elektronenpaar) schreiben können, erklärt sich der Vorteil dieser Bindung. Wenn wir das Elektronenpaar kurzzeitig dem linken Wasserstoff zuteilen erhält dieser die Elektronenkonfiguration von Helium, im nächsten Sekundenbruchteil können wir das Paar dem rechten Wasserstoff zuteilen und bekommen dort eine stabilere Konfiguration als an einem einzelnen Wasserstoffatom. Die Verbindung hat also durch das bindende Elektronenpaar eine stabilere Konfiguration angenommen.
Zurück zu den Neutralisationsreaktionen. Als Nebenprodukt einer Neutralisation erhalten wir Wassermoleküle. Sehen wir uns noch weitere Beispiele an.
2 KOH + H2SO4 -----------> K2SO4 + 2 H2O
Ca(OH)2 + 2 HNO3 ------------> Ca(NO3)2 + 2 H2O
Es liegen reine Ionenbindungen vor, die Ladungen der Kationen und Anionen gleichen sich gegeneinander aus, so dass die Moleküle nach aussen ungeladen erscheinen. Unsere Reaktionsgleichungen müssen auf qualitativer und quantitativer Basis ausgeglichen werden, es müssen also alle Stoffe der linken Seite der Reaktionsgleichung auch auf der rechten Seite und auf beiden Seiten in der gleichen Anzahl vorliegen.